اثر پوستی به زبان ساده

اعوجاج موج اولیه سینوسی

وجود مولفه‌های هارمونیک علاوه بر موج اصلی که دارای فرکانس ۵۰ هرتز می‌باشد، موجب تخریب موج اصلی سینوسی می‌شود که ممکن است مشکلات قابل توجهی وابسته به این سطح تحریف روی دهد.

اعوجاج هارمونیک در مولفه‌های بالا

منابع تولید هارمونیک می‌تواند موارد زیر باشد:

درایو‌های سرعت متغیر
تجهیزات UPS
بار‌های غیر خطی
فرآیند‌های صنعتی خاص
شرایط رزونانس با خازن‌های PFC
منابع تولیدی مانند دیزل ژنراتور، موتور‌های گیربکسی و ...

یک مساله گیج کننده که در اثر وجود جریان‌های هارمونیک وجود دارد، کاهش سطح عمق نفوذ جریان در تمام هادی‌ها (تابلو، ترانسفورماتور، کابل و غیره) می‌باشد که به نام اثر پوستی در فرکانس‌های بالاتر شناخته می‌شود.

فرمول زیر می‌تواند برای تعیین عمق نفوذ در نوار مس مسطح برای فرکانس‌های مختلف استفاده شود.

عمق نفوذ:

که درآن:

(mm) عمق نفوذ - d

(µΩ.cm) مقاومت مس – p

(Hz) فرکانس – f

مثالی از موج اصلی با فرکانس ۵۰ هرتز:



مثال‌هایی برای فرکانس‌های هارمونیکی مختلف:


مشخص است که در فرکانس ۵۰Hz عمق نفوذ کمی بیش از ۹mm است، بنابراین با هادی (یا لمینیت جامد) بیش از ۱۸mm ضخامت، مرکز هادی شروع به "خالی شدن " از جریان می‌کند. همانطور که فرکانس‌های بالاتری از هادی عبور می‌کند، به عنوان مثال هارمونیک مرتبه ۱۳ (۶۵۰ هرتز) مرکز هادی‌ها به ضخامت ۶ میلی متر "در دسترس" نیست.

این نتایج باعث می‌شود که دمای هادی از آنچه که در شرایط سینوسی واقعی انتظار می‌رود، بالاتر رود. راهکار کاهش این اثر بکارگیری تکنیک‌های محتاطانه و استفاده از فاصله هوایی بین هادی‌های ورقه ورقه شده به جای لمینیت‌های هادی و هادی‌های یکپارچه جامد می‌باشد.

یک مشکل دیگری که از وجود هارمونیک‌های فرد سوم، پنجم، هفتم و نهم و ... برخلاف جریان هارمونیک اصلی ناشی می‌شوند اینست که این هارمونیک‌ها به صورت برداری اضافه نمی‌شوند بلکه به صورت جبری در سیم خنثی اضافه می‌شوند.

این مشکل می‌تواند حتی باعث شود که جریان نوترال از جریان فاز‌ها بیشتر شود.

 

منبع : ماه صنعت